机器人离线编程系统是机器人编程语言的拓广，是利用计算机 图形学的成果，在电脑里建立起机器人及其工作环境的模型，自动 生成机器人的运动轨迹，然后在软件中仿真与调整轨迹，最后生成 机器人程序传输给机器人。 本 节 导 入 示 教 编 程 特 点 离 线 编 程 特 点 需要实际机器人系统和工作环境 编程时机器人停止工作 在实际系统上试验程序 编程的质量取决于编程者的经验 难以实现复杂的机器人运行轨迹 机器人离线编程系统正朝着集成的方向前进，其中包含了多个领 域中的多个学科，为推动这项技术的进一步发展，以下几个方面的技 术是关键： 2 、 离线编程关键技术 （ 1 ）多传感器融合技术的建模与仿真 对多传感器进行建模，执行多传感器操作 （ 2 ）错误检测和修复技术 对系统的运行状态进行检测和修复 （ 3 ）各种规划算法的进一步研究 其包括路径规划、放置规划和微动规划等 （ 4 线编程得出的 程序的可用性 在线作业 使调试与维 护工作变得 更加轻松 模拟仿真 为 工 程 的 实 施 提 供 真 实 的验证 应用功能包 将机器人更好 地与工艺应用 进行有效融合 二次开发 使 机 器 人 应 用 实 现 更 多 的可能 图 7-2 RobotStudio 的仿真环境界面 2 、𝐑𝐑𝐑𝐑𝐑𝐑𝐑𝐑𝐑𝐑𝐑 𝐑 . .

基于多源信息融合的 应急响应优化与仿真 赵晗萍 应急管理部 - 教育部减灾与应急管理研究院 教授 zhaohanping@bnu.edu.cn 2023-06- 28 库存 （报童）模型 时间序列 分析 运输模型 P- 中心模型 集合覆盖模型 最大流模型 车辆路径 规划模型 强大的商业物流资源 高效应急物流 ？ MAX F (X, b 回港 / 网络疏散 • 仿真： 多点火灾应急 仿 真平台 基于网络灾情数据建筑物倒塌与人员死亡动态评估 基于共享数据平台应急响应信息流快速整合 灾情评估 需求 供给 交通 供需配置 动态决策 不确 定 时间 紧 资源 少 跨部 门 数据 数据 智能 信息 决策 智能 决策 实时动态应急决策 优化与仿真 P26 实时动态应急物资调度决策方案优化与重调度 终止节点 弧段编号 35 69 疏散时间 P42 起点 终点 0 0 1 解决思路 • 优化：资源调度 / 渔船 回 港 / 网络疏散 • 仿真： 多点火灾应急仿 真平台 实时动态应急决策 优化与仿真 不确 定 时间 紧 资源 少 跨部 门 2010 年 11 月 15 日 14 时 上海静安区大火 2015 年 12 月 20 日 11

02 传统电力系统仿真与数字孪生 03 构建电力系统数字孪生的关键技术 01 目录 CONTENTS 04 电力系统数字孪生技术实践 电机工程与应用电子技术系 Department of Electrical Engineering 对数字孪生概念的解读 2 01 对数字孪生概念的进一步解读 3 • 数字孪生到底是什么 —— 模型、仿真、系统工程？ • 数字孪生最关键的特征是什么？ of Electrical Engineering 电机工程与应用电子技术系 5 数字孪生是充分利用对象的物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成 多 学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程。通过在虚拟空间中完成对象的 映射，反映对象的全生命周期过程。 Defense Acquisition University, “Digital System Model,” Glossary of Electrical Engineering 电机工程与应用电子技术系 6 数字孪生是在数字世界中建立一个与真实世界系统的运行性能完全一致，且 可 实现实时仿真的仿真模型。利用安装在真实系统上的传感器数据作为该仿真模 型的边界条件，实现真实世界的系统与数字世界的系统同步运行。 ANSYS 公司 对数字孪生概念的进一步解读 • 数字孪生的定 义 Department of

生产计划 采购及供应链 交付与物流 生产准备 需求管理 项目计划 放行管理 变更管理 设计开发 产品仿真 试制管理 测试管理 工艺开发 工艺仿真 工艺变更 工艺路径 布局设计 标准工时 工厂物流 规划 工厂物流仿真 生产工程 设备工程 生产仿真 工厂调试 生产测试 销售管理 客户管理 竞争管理 销售优化 计划管理 生产排程 计划变更 物料计划 采购策划 精益化 标准化 自动化 互联化 信息安全 数字化生产管控与优化 变压器产业战略解读 全球产品 协同研发 自动排产 及交期预 估 三维结构 化工艺 全过程 质量管理 数字孪生 研发仿真 基于三维 模型的设 计 智能仓储 与物流 重点关注场景 战略提取 智慧能源 管理 智能设备 管理 变压器产业数字化建设特点和重点 变压器产业需重点关注数字化场景 11 • 升生产过程质量（如变压器时 间、压力、温度等控制点、线圈匝数、张力等控制点） • 关注效率提升，重视数字主线（数据标准化和数据一致性）：一是在设计效率的整体提升（如三维、仿真等）及知识的固化和 积累（变压器设计库、仿真库等），二是生产集约化带来的效率提升（自动化生产的铁芯、油箱、夹件、配套绝缘件）， 对研 发协同和产品研发标准化适配提出了要求 • 重视交期：关注整体生产管控、生产排产、物

一、虚拟现实与人工智能定义及特点 （一） 虚拟现实的特征及关键技术 虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利 用计算机生成一种模拟环境。是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景 和实体行为的系统仿真，能够使用户沉浸到该环境中。 虚拟现实是一种环境，是高度现实化的虚幻。在其应用的领域中，为能 达到虚拟现实这种环境而综合运用计算机图形学、图像处理与模式识别、计 率问题，为便 于计算机理解，输入的语音可能会相当啰嗦。其次是正确性问题，计算机理解语 音的方法是对比匹配，而没有人的智能。 8 虚拟游戏场景 9 虚拟现实技术制作的房产效果图 工业仿真界面 虚拟现实技术制作的圆明园复原效果图 10 （三） 人工智能的特征 人工智能（ Artificial Intelligence ）简称 AI ，主要研究如何用人工的方 （一）虚拟制造定义及关键技术 虚拟制造技术涉及面很广，如环境构成技术、过程特征抽取、元模型、 集成基础结构的体系结构、制造特征数据集成、多学科交叉功能、决策支持 工具、接口技术、虚拟现实技术、建模与仿真技术等。其中后 3 项是虚拟制 造的核心技术。 12 1 ．建模技术 虚拟制造系统 VMS 是现实制造系统 RMS 在虚拟环境下的映射，是 RMS 的模

…… 数字孪生因建模仿真技术而起、因传感技术而兴，并将随着新一代信息技术群体突破和融合发展而发展壮大。 数字孪生历程：历经技术积累、概念提出、应用萌芽、快速发展四个阶段 数字孪生简介 工厂数字孪生 - 功能  在工厂规划 / 升级阶段，开展车间规划方案的仿真定量评估和分析，科学地指导车间系统设计调整；  在生产执行阶段，建立实时数据驱动的仿真机制，实现同步仿真运动和三维虚拟监控。 工厂数字孪生 工厂数字孪生 - 功能 工厂数字孪生平台 基于离散事件理论的工厂仿真分析 与优化 基于三维的工厂建模 与仿真 侧重于产线 性能量化分 析与优化 侧重于三维 建模、物流 与虚实映射 1 、产线建 模 2 、布局规 划 3 、节拍分 析 4 、物流设 计 工厂规划与工艺验证  产能评估分析  生产设施布局  瓶颈定位分析  生产物流资源配置设计优化  教学培训  物流瓶颈仿真分析  生产节拍仿真分析  生产资源仿真分析  物流路径仿真分析  APS 计划集成仿 真  生产策略分析 工厂数字孪生 - 功能 数字孪生工厂开发一般流程 数字孪生万物互联 数字孪生工厂预期效果 02 数字孪生简介 目 录 CO N T E N T S 01 工厂简介 03 数字孪生应用 1. 虚拟产品（装备）仿真 装备的操作使

数字孪生，英文名叫 Digital Twin （数字双胞胎） ，也被称为数字映射、数 字 镜像。 数字孪生，是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多 学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从 而反映相对应的实体装备的全生命周期过程 而且，数字孪生体不是随便乱“动” 。它 “动” 的依据，来自本体的物理设 计模型， 还有本体上面传感器反馈的数据，以及本体运行的历史数据 什么是数字孪生技术（双胞胎技术） 视频监控： 监控形 态 虚实同步可实现： 信号实时性  NASA ： 数字孪生是指充分利用物理模型、传感器、运行历史等数据，集 成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射 , 从而反映相对应实作产品的全生命周期过程。 三、智能制造技术—数字孪生 生产实施 生产工程 生产规划 三、智能制造技术—数字孪生 3 2 产品设计 4 数字孪生技术案例 3. 数字孪生技术案例 3. 数字孪生技术案例 智能装配工艺设计软件原型系统 • 三维装配工艺设计与仿真优 化 模块 ——基于零件实测模 型 • 三维装配工艺现场演示应用 模 块 ——基于现场实物驱动 • 装配精度分析与可装配性预 测 模块 ——基于数字孪生模 型 > 面向信息物理融合的装配现场硬

© Pera 数字孪生是基于模型的体系工程 • 仿真生态 • 知识生态 • 增材生态 打造虚实共智的数字化业态 安世亚太协助企业数字化转型，赋能数字经济发展 2 © Pera Corporation Ltd. reserved. • 工业仿真 • 设计创新 • 精益研发 • 孪生工业 • 孪生城市 • 孪生战场 • 正向设计 • 高端装备 • 新工业品 面向服务经济的数字化赋能 基于正向设计的数字化制造 支撑正向设计的数字化研发 工业软件 数字 孪生 系统集成 系统设计 系统模拟 多体仿真 需求开发 指标验算 指标分析 性能仿真 虚拟现实 功能分解 功能计算 功能仿真 半实物仿真 系统验证 安世亚太深耕仿真技术 26 年—— MBSE 3

90 年代 ) 萌芽阶段 (20 世纪 70 年代 ) 大数据、人工智能 数字孪生水利 业务融合 一张图 单业务应用 硬件信息化 数字孪生水利：以物理流域为单元、时空数据为底座、仿真模型为核心，水利知识为驱动，建立可测、 可感、可控、可用的数字水利业务场景。 水利感知网 水利信息网 水利云 江河湖泊 水利工程 保障 体 系 数字模拟仿真引擎 水利 专业模型 知识 平台 模 型 平台 可视化 模型 专家 经验 智能模型 智能决策能力 ( 大脑 ) 融合水文机理模型、人工智能模型实现孪生场景下的预测。 实时感知能力 ( 眼、手 ) 结合物联传感实现对现实观测数据的实时感知。 孪生转化能力 ( 躯干 ) 对现实世界物理模拟，提供一个真实的空间仿真本体。 数字孪生水利重点解决的三个问题 P8 对物理流域进行高精度数 字化表达和智能化操控的 虚拟空间模型 水利全景信息载体 实时渲染 高度仿真 动态模拟 真实场景 实时同步 动态反馈 水利全要素 数字化映射 受自然规律和社会 经济活动影响的 真实地理实体 孪生转化能力： 采集、治理、建模、可视化、仿真、交互 … 三维数据底座 统一汇聚 多源融合 系统治理 数据服务 基础数据 监测数据 地理空间

工厂三维仿真 物流仿真 三维工艺仿真 信息共享 发货管理 供应商平台 SRM 订单发布确认 发票管理 计划协同 销售管理 供应链管理 SCM 采购计划 仓储管理 产品数据 物流管理 制造执行系统 MES 目视化管理 数据采集 过程控制 在制品管理 质量追溯 物料管理 计划排程 生产派工 能源分析 能源调度 能源监控 智慧能源 规则管理 计划仿真 高级排程 注塑 阴模 弱化 原料 组装 集中供料、水路监控、自动换模 柔性化选择 人机协同 厂内物流及线边缓冲（ AGV 、线边 库） 设备互联 调度控制 信息集成 智能追踪 CAD 模型 CAE 仿真 CAPP 工艺 CAM 模具设计制造一体化 门 板 主工艺 02 解决方案 工厂功能区规划 ① 原 材 库 房 ② 注塑车间 1 ③ 注塑车间 2 ④ 后 处 理 设备数据实时 采集 仿真规划—系统仿真流程 问题定位 任务规划 系统定义 工艺流程图 系统绩效测量 输入数据准备 3D 建模 验证 确认 仿真实 验设计 仿真实验 实验结果分析 实施和落实文档 yes yes no no 批准 修 订 仿真规划—工厂布局仿真路线图 概念设计 设备建模 / 导入 工厂布局示意仿真 讨论 / 确认 工厂布局仿真修 订 / 细化 讨论